Что такое номинальный ток в электротехнике

Номинальный ток в электротехнике

  • Главная / Справочники22.12.2015— это максимальный ток, который допускается при соблюдении условий нагрева токопроводящих частей и изоляции, при поступлении которого оборудование сможет работать неограниченный срок. Номинальный ток — это один из важнейших параметров любого электротехнического оборудования, будь то розетки, трансформаторы или ЛЭП. При номинальном токе поддерживается постоянный баланс теплообмена между нагревом проводников при воздействии на них электрических зарядов и их охлаждением вследствие частичного отвода температуры во внешнюю среду. Чтобы правильно подбирать необходимое сопутствующее оборудование, важно уметь правильно определять номинальный ток.При необходимости найти значение номинального тока для какого-либо проводника, можно воспользоваться специализированной таблицей. В ней указаны значения силы тока, которые могут разрушить проводник. Если вам нужно найти значение номинального тока для электрических двигателей входящих в строение каких-либо конструкций, то лучше всего воспользоваться формулами. При необходимости определить значение номинального тока для предохранителя нужно знать мощность, на которую он рассчитан.Для проведения расчётов и замеров вам понадобятся: штангенциркуль, вольтметр, техпаспорт устройства и таблица зависимости номинального тока от сечения проводников.

                               

Для начала вам нужно определить материал, из которого сделан проводник (провод). Наиболее востребованы алюминиевые и медные провода с круглым поперечным сечением. Измерьте его диаметр при помощи штангенциркуля, найдите площадь сечения. Для этого умножьте 3,14 на квадрат диаметра и разделите на 4.

Формула выглядит следующим образом: S=3,14•D²/4. Вы можете выяснить тип провода, с которым имеете дело. Он может быть одножильный, двужильный или трёхжильный. После чего обратитесь к таблице и выясните значение номинального тока для данного провода.

Важно помнить, что превышение указанных значений послужит поводом к перегоранию провода.

На устройстве предохранителя всегда указывается его мощность с отклонением примерно в 20 %. Зная напряжение в сети, в которую он должен быть вставлен (можно измерить вольтметром), нужно расчётную мощность устройства в ваттах разделить на сетевое напряжение. Предохранитель служит для защиты проводника от разрушения в случае превышения номинальных значений тока.

Для определения значений номинального тока у двигателя постоянного тока, нужно знать его номинальную мощность, напряжение источника, в который он подключён, и его коэффициент полезного действия. Все значения можно найти в технических документах. Напряжение источника сети измеряется вольтметром.

Далее необходимо поочерёдно разделить мощность на напряжение и коэффициент полезного действия в долях. Формула выглядит так: I=P/(U•η). Вы найдёте значение тока в амперах. Также интересно знать, что максимальным значением номинального тока может быть ток короткого замыкания.

Если в цепи значение тока будет ниже номинального, то невозможно будет достигнуть максимальной мощности работы устройства. Если же сила тока, наоборот, окажется больше, чем номинальная, то цепь нарушится. Номинальный ток должен проходить через контакты цепи без последствий — в максимально большой временной промежуток.

Все защитные устройства по току должны настраиваться на работу при его превышении. Защитные устройства от перегрузки могут работать по термическому принципу. Это предохранители и тепловые расцепители. Они реагируют на тепловую нагрузку и, выдерживая определённое время, отключают её. Также возможна установка защитных устройств, выполняющих «мгновенную» отсечку нагрузки.

Время её отключения составляет 0,02 секунды. Выбор защитного устройства принципиален для систем переменного тока.
Для защиты бытовых электрических сетей и различных промышленных устройств довольно распространены выключатели, которые работают по принципу токовой отсечки и тепловых расцепителей.

Любой автоматический выключатель изготовлен под номинальные значения тока и напряжения. Именно по их значениям и выбирают защитные устройства. Разделяют 4 типа времятоковых характеристик для различных автоматов. Их обозначения А, В, С, D. Они разработаны для отключения во время аварий при кратности тока от 1,3 до 14.

Такие выключатели выбирают под определённый тип нагрузки: •    системы освещения; •    полупроводники; •    схемы со смешанными нагрузками; •    цепи, выдерживающие большие перегрузки. Факторы, влияющие на скорость отключения автомата: окружающая среда, степень заполненности щитка и вероятности нагрева или охлаждения при участии посторонних источников.

Чтобы правильно подобрать защиту и электропроводку, необходимо учитывать приложенную к ним нагрузку. Чтобы определить её значение, проводят её расчёт по номинальной мощности подключённых приборов и учитывают коэффициент их занятости.

В случае необходимости подбора защит под уже работающую проводку, нужно определить ток нагрузки сети и сравнить его с необходимым током, который найден при помощи теоретических расчётов.

Перейти в раздел Низковольтное оборудование

Источник: http://www.si-electro.ru/article/4/124/

Номинальный ток, классы автоматических выключателей и их характеристики

Основой любого электрооборудования является потребление электрической энергии и ее превращение в какую-либо работу. Необходимо знать, сколько энергии нужно для функционирования электрической сети. Слишком малый ток не сможет дать необходимое количество энергии, слишком большой может привести к поломкам и авариям. Поэтому было введено понятие номинала.

Номинальный ток

Так называется ток, который позволит электрическому оборудованию работать неограниченно долгое время. Помимо номинального, существуют и другие виды электрических токов, некоторые из них несут прямую угрозу работоспособности соединения приборов.

Основную опасность представляют два вида:

  • Токи перегрузки. Существуют разные причины их появления. Они возникают при включении прибора, мощность которого превышает максимально возможную для этой электрической сети. Другой причиной может быть возникновение неисправности в одном из приборов, включённых в сеть. Ещё одной причиной может быть работа одного из приборов на максимальной мощности и кратковременное превышение лимита номинала.
  • Токи, вызванные коротким замыканием. Они появляются при соединении двух точек сети с различными значениями потенциала. Короткое замыкание также может возникать при повреждении изоляции и соприкосновении проводящих ток элементов. При этом сила тока возрастает и происходит обильное выделение тепла, приводящее к возгоранию.

Для защиты от подобных опасностей были придуманы автоматические выключатели. Они подключаются в сеть к остальным электрическим приборам. Срабатывает выключатель лишь при возникновении опасности. Их основные задачи две:

  • распознать слишком большое значение тока;
  • разорвать цепь до того момента, когда будет нанесён непоправимый урон электрической сети.

Чтобы защитить цепь от короткого замыкания, используют электромагнитные расцепители, которые успевают обесточить сеть, не допуская даже возможности нанесения повреждения. Он представляет собой соленоид (разновидность катушки индуктивности) и механизм, который производит расцепление при коротком замыкании.

Защиту от токов перегрузки осуществить сложнее. Они бывают разными и не всегда обесточивание необходимо сразу при превышении номинала сети. Поэтому для защиты сети от этого вида токов используют автоматические выключатели.

Автоматические выключатели: технические характеристики

Основой автоматического выключателя является расцепитель. Если для защиты против короткого замыкания хороши электромагнитные, то для защиты от токов перегрузки используют выключатели с тепловым расцепителем.

Основными характеристиками таких автоматов являются ток и характеристика срабатывания автоматического выключателя.

По строению тепловой расцепитель представляет собой пластину из биметалла, которая при прохождении электричества нагревается. Если величина тока слишком велика, пластина начинает нагреваться сильнее и изгибаться. Достигая определённой силы изгиба, она вызывает срабатывание расцепителя, что размыкает цепь.

Классы срабатывания

Номинальные токи автоматических выключателей разных типов различаются. Их разделяют на следующие группы:

  • A — превышение не более чем в 3 раза. Благодаря высокой чувствительности их обычное место применения — это цепи большой длины с полупроводниковыми устройствами.
  • B — допустимо превышение от 3 до 5 раз. Применяются в жилых домах, освещении, а также всех других сетях, где нет пускового тока либо его значение пренебрежительно мало.
  • C — превышение от 5 до 10 раз. Ими защищают розеточные системы, кондиционеры и холодильники. В случае превышения номинала, такой автомат способен разорвать сеть в течение полутора секунд.
  • D — возможно превышение от 10 до 20 раз. Этот вид предназначен для использования в сетях, с высокой кратковременной нагрузкой. Это питание насосов, компрессоров. Питание различных электродвигателей.
  • K — от 8 до 14 раз. Используются в сетях с индуктивной нагрузкой.
  • Z — превышение от 2 до 4 раз. Такие выключатели используются в сетях, содержащих чувствительные к сверхтокам приборы. Например, различные электронные устройства.

Принадлежность автомата к одному из перечисленных выше типов указывается на его коробке соответствующим обозначением. Например, советский А3163 относится к классу A.

Существует такой параметр характеристики, как предельная коммутационная способность автоматического выключателя. Она обозначает то значение тока, при котором автомат способен разомкнуть цепь, оставшись неповрежденным.

В бытовых условиях используют автоматы категории B. Они являются самыми чувствительными и способны защитить всю домашнюю технику от выхода из строя. На вводной автоматический переключатель устанавливают выключатели типа C, а на разветвления розеток выключатели типа B. Таким образом, вся сеть будет надёжно защищена, но при этом не будет случайных отключений электроэнергии.

Источник: https://elektro.guru/osnovy-elektrotehniki/nominalnyiy-tok-klassyi-avtomaticheskih-vyiklyuchateley.html

Как подобрать автоматический выключатель по току

Основным назначением автоматических выключателей, применяемых в бытовых электрических сетях, является своевременное отключение потребителей в случае возникновения короткого замыкания или превышения номинального значения тока в результате перегрузки.

Для того чтобы иметь возможность выполнять обе эти функции, любой автоматический выключатель должен быть оснащен двумя видами расцепителей, один из которых (электромагнитный) реагирует на резкое увеличение тока, а другой (тепловой) размыкает цепь в случае недопустимого возрастания температуры проводников.

Невыполнение защитой своих функций может привести к чрезмерному нагреву элементов сети, их разрушению или возникновению пожара. Поэтому при монтаже или ремонте электрической проводки в квартире крайне важно правильно выбрать и установить устройства ее защиты.

Вполне естественно, что значения номинального тока и напряжения, а также времени отключения у различных автоматических выключателей разное.

Для того чтобы разобраться в критериях и правилах, которыми принято руководствоваться при установке этих устройств, следует внимательнее присмотреться к их техническим характеристикам.

Читайте также:  Что такое магнитопровод и где он используется

Большинство их этих характеристик можно определить, просто глядя на соответствующие маркировки, нанесенные на корпус автоматического выключателя.

Номинальный ток

Эта характеристика показывает, какой максимально допустимый ток может протекать через это устройство в течение длительного времени не вызывая при этом срабатывания теплового расцепителя.

Чтобы рассчитать это значение для отдельной однофазной линии, нужно совокупную мощность подключенных к ней электроприборов разделить на напряжение сети. Например, при мощности потребителей в 3 кВт номинальный ток будет равен:

Iном = P/U=3000/220=13,6 А.

Нужно заметить, что рассчитанные таким образом значения не являются абсолютно точными, поскольку в них не учитывает коэффициент мощности, который может сильно влиять на результат, если в электрической цепи имеются крупные потребители реактивной энергии.

Однако, поскольку в большинстве случаев такая нагрузка среди бытовых устройств не встречается, то для выбора автоматического выключателя вполне допустимо пользоваться этой формулой. Выбирать при этом нужно устройство, имеющее ближайший (больший) к расчетному номинал тока из стандартного ряда.

Для нашего случая подойдет автоматический выключатель на 16 А.

Если характеристики проводки не соответствуют мощности подключаемых к ней потребителей, то нужно проводить отдельную линию, предназначенную для питания больших нагрузок (стиральная машина, электроплита, кондиционер и т. д.)

Номинальное напряжение

Тут все очень просто, для однофазной сети следует выбирать автоматы с номиналом 230 В, а для трехфазной – 380 В.

Тип времятоковой характеристики

Эта характеристика показывает зависимость скорости отключения контактов расцепителя от величины протекающего через них тока. Дело в том, что некоторые устройства, применяемые в бытовых электросетях, имеют достаточно большие пусковые токи, намного превышающие значения номинальных токов.

Для того чтобы автомат не срабатывал в момент пуска таких устройств, он должен «уметь» выдерживать эти токи в течение определенного промежутка времени, по истечении которого электроприбор выходит на нормальный режим работы и ток в сети снижается до своего номинального значения. Если этого не происходит, то имеет место аварийная ситуация, и электромагнитный расцепитель автомата отключит линию.

В бытовых электросетях применяются автоматические выключатели, имеющие три типа времятоковых характеристик:

  • В. Предназначены для питания розеток и линий освещения.
  • С. Наиболее распространенный тип выключателей, применяется для питания более мощных, чем в предыдущем случае потребителей (в том числе и двигателей с небольшими пусковыми токами). Такой автомат может быть использован в качестве вводного отключающего устройства в системе электроснабжения квартиры или частного дома.
  • Автоматы с характеристикой этого типа используются главным образом для защиты электродвигателей.

Номинальная отключающая способность

Эта характеристика показывает, какое максимальное значение тока может быть отключено этим автоматом.

Количество полюсов

В однофазных сетях используются выключатели, имеющие один или два полюса. Для установки в цепь питания трехфазного двигателя применяют трехполюсные устройства, а для защиты потребителей четырехпроводной трехфазной сети (с выделенным нулем) – четырехполюсные автоматы.

Если все вышеперечисленные значения определены, то выбрать автоматический выключатель для установки в квартире не представляет особой сложности. Однако есть еще несколько важных моментов, на которые стоит обратить внимание при монтаже системы защиты, состоящей из нескольких выключателей.

  1. Для обеспечения максимальной надежности лучше использовать автоматы от одного производителя.
  2. Подбирать номиналы выключателей по току нужно таким образом, чтобы обеспечить селективность системы автоматической защиты. То есть в случае возникновения аварийных ситуаций, она должна отключать только тот участок сети, где такая ситуация возникла. Чтобы обеспечить этот параметр, нужно в качестве общих автоматов выбирать устройства с большим значением номинального тока.
  3. Чтобы избежать приобретения некачественного или несоответствующего заявленным характеристикам устройства, лучше не покупать его у непроверенных поставщиков. Для этой цели существуют специализированные магазины или, в идеале, сертифицированные дилеры надежных производителей.

Пользуясь такими нехитрыми правилами, можно надежно обезопасить себя от возникновения неприятных ситуаций, связанных с авариями или некачественной работой системы защиты бытовой электросети.

Источник: https://mr-build.ru/elektrika/nominaly-avtomaticheskikh-vyklyuchatelej-po-toku.html

Номиналы автоматических выключателей. Номинальный ток и номинальная отключающая способность

Тема автоматов не оставила равнодушными читателей, и основная часть вопросов оказалась посвящена тому, как правильно рассчитать номиналы автоматических выключателей на стадии проектирования и подключения силового щитка. Как влияет на такой расчет электропроводка в квартире или доме. Этим вопросам и посвятим данную статью.

Для начала приведем график, на котором отражено время отключения автомата в зависимости от соотношения токов в системе и температур. Это, так называемая, время токовая характеристика .

Заштрихованная зона — это место, в котором питание отключает электромагнитный расцепитель тока. Зависимость времени от токов примерно прямоугольная, что говорит о слабой задержке отключения ввиду прочих факторов. Одновременно видно, что в этой зоне автомату сложно принять решение отключать питание или нет.

Страховкой от ошибки служит тепловой расцепитель. Он, перегревшись, обесточит линию, даже если номинальный ток автоматического выключателя не превысил критических значений.

Как раз отсутствие такого превышения и приводит иногда к тому, что отключение питания не происходит.

Для того чтобы своими руками не установить в щиток мину замедленного действия и необходимо понимать, как правильно рассчитать номиналы автоматических выключателей , и что необходимо учесть, даже если Вы уверены в расчёте.

Например, температурные интервалы. Если посмотреть на эту таблицу, хорошо видно как меняется допустимая номинальная отключающая способность автоматических выключателей при изменении температуры.

Обратите внимание, что при повышении температуры автоматы плавно уходят вниз, то есть снижается сила тока, при которой будет отключение питания. При охлаждении зависимость менее линейна, но примерно похожа. То есть номиналы при отрицательной температуре ВЫШЕ .

Эту температурную шкалу необходимо учитывать для того, что бы понимать, как выбрать автомат для уличного щитка в частном доме. Иначе зимой даже электрический чайник подожжет дом.

Вы удивитесь, но ничего особенного тут нет. Это то самое, что известно в электротехнике как явление сверхпроводимости. Ряд проводников при охлаждении до сверхнизких температур становятся сверхпроводниками, утрачивая сопротивление. В бытовых условиях это заметно при охлаждении электромагнитного расцепителя до температур ниже 25 градусов. Это не так страшно, просто об этом надо помнить.

Теперь вернёмся к характеристикам выключателей .

  1. Номинальный ток автоматических выключателей — это параметр, при котором автомат никак не реагирует на питание участка сети, являясь, по сути, пассивным сопротивлением.
  2. Номинальное напряжение — это производный параметр, который позволяет автомату избегать «паразитного отключения» в случае резкого изменения входного напряжения. При этом силы тока также меняются, и в сетях с проблемными напряжениями постоянные отключения были бы неизбежны.
  3. Температура в катушке теплового расцепителя, которая может расти вне зависимости от регистрируемых электромагнитом перепадов тока, и станет причиной отключения питания.

Эти три параметра как раз та самая защита, которая позволяет быть уверенными в своевременном отключении питания проблемного участка цепи. Если сказать простыми словами, то автомат внимательно следит за силой тока в охраняемой цепи, сравнивая силу тока, напряжение, рост потребления и даже нештатные изменения токов утечки, если это дифавтомат .

В ситуации, когда ток начинает расти, автомат настораживается, и несколько синусоид очень внимательно следит что происходит. При этом электромагнитный расцепитель также приводится в состояние «повышенной готовности».

Если ситуация не изменилась – питание отключается. Это тот самый график выше – время срабатывания выключателя.

Задержка нужна не потому, что современные материалы не позволяют обеспечить мгновенное обесточивание, а для того, чтобы пусковые токи бытовых приборов не приводили к отключению питания.

Отсюда ещё одна номинальная отключающая способность автоматических выключателей избегать ложных выключений – способность отделить включение прибора от проблемы в сети. Время отключения, как характеристика, позволяющая автомату не сгореть, при кратковременном изменении параметров тока превышающих номинальные.

Теперь посмотрим на устройство автоматического выключателя:

На этом рисунке хорошо видно, что даже при отказе теплового и электромагнитного расцепителей, невозможности ручного отключения, при перегреве автомата произойдёт расплавление плавкого проводника. Да, при этом автомат выйдет из строя и своими руками его уже не починить, но задача отключения питания будет выполнена.

Несмотря на то, что наличие этой страховки не включено в параметры, это тоже номинальная отключающая способность автоматического выключателя – время выгорания резервного проводника.

Все эти параметры и есть номиналы автоматических выключателей, которые необходимо учитывать, прежде чем выбрать и установить автомат в свой щиток.

Как правильно рассчитать и выбрать нужный автоматический выключатель

Самый правильный выключатель, это рубильник . К сожалению, невозможно стоять у щитка всё время, поэтому мы и ставим автоматы. Для того чтобы правильно сформировать защиту, нам нужно, учитывая номиналы автоматических выключателей, рассчитать нагрузки в участках сети нашей квартиры, не забыв про потребляемую мощность и пусковые токи приборов .

ВНИМАНИЕ! Ниже приведённые расчёты являются правильными, но с необходимым запасом прочности! Для принятия решения как выбрать правильный автомат используйте эту схему для определения максимального значения, а не минимального! Разница в цене не превысит 15%!

Читайте также:  Системы счисления чисел

Что мы должны принять во внимание:

  • Сечение проводов, которые являются важным параметром для расчёта;
  • Потребляемую мощность и пусковые токи в участке сети;
  • Номинальный ток автоматических выключателей в соотношении с номинальными токами приборов в данном участке сети;
  • Возможность одновременного включения основных потребителей тока;
  • Количество линий потребления от щитка;
  • Наличие в сети УЗО (дифавтомата);
  • Количество фаз в сети квартиры (дома).

Если с этим разобрались, пора приступить к расчёту. Первый шаг, расчёт по токам короткого замыкания. Здесь ток, это напряжение в отношении к сопротивлению сети с учётом времятоковой характеристики.

Здесь

  • U –напряжение сети (220/380 В);
  • R – полное сопротивление сети, рассчитанное как длина электропроводки, сечение провода и поправочный коэффициент потерь.
  • k – поправочный коэффициент для автоматических выключателей.

Поправочный коэффициент k может принимать следующие значения:

  • Для автоматов «В» : k = 5;
  • Для автоматов «C» : k=10,
  • Для автоматов «D» : k = 50.

Напомним, что маркировка автоматов поможет применить значение К, а наша статья о сечениях проводов и о том, что изоляция тоже имеет сопротивление , помогут рассчитать R. Для примерной оценки достаточно приблизительных значений.

Это значение даст нам оценку сверху, то есть значение, при котором автомат точно не включится, даже если пытаться его включить вручную. Полученная цифра важна для того, чтобы не установить в щиток автомат с током 45А, если 32 будет пределом. Автомат просто не отключится, даже когда вся проводка уже оплавится.

Теперь рассчитаем номинальный ток автоматических выключателей, как соотношение силы тока к суммарной мощности потребителей с учётом поправочного коэффициента пропорционального потребления этой мощности:

Для квартиры, в которой Р равно 3,4 Квт (стандартное потребление) на линию, автомат будет иметь 4,55*3,4 = 15,47 (16) А .

Этот расчёт отлично иллюстрирует ГОСТ  Р 50345-2010 , который также регламентирует температурные условия эксплуатации, для учета изменения других номиналов автоматических выключателей и изменения (пиковых бросков) входного напряжения.

Останется в расчёте принять во внимание категорию автомата по времени, та самая номинальная временная отключающая способность автоматического выключателя, возможно, взять с запасом, выбрав более дорогой, но более быстрый, и мы получим примерный набор параметров:

  • Сила тока не более 16А (не менее 25, 35 и т.д.);
  • Напряжение не более 250, не менее 205 и т.д.;
  • Сечение проводов не более 2,5 (или другое значение), при длине электропроводки в 110 метров (значение приведено как пример).

Останется учесть наличие в контуре защиты УЗО, для исключения поражения током человека и недопущения утечек, добавить к УЗО автомат защиты , который будет вне линии, а защищать именно УЗО, предусмотреть возможность ручного обесточивания всей сети и можно приступать к проектированию силового щитка.

Какие параметры забыли упомянуть?

К остальным номиналам автоматических выключателей, которые сложно рассчитать отнесём защитное исполнение, способы монтажа и возможность наружного применения.

О температурных режимах уже говорили, обратите внимание на то, что маркировка содержит МАКСИМАЛЬНО допустимое минимальное значение температуры. Временной интервал использования при этой температуре не более 48 часов.

Исполнение автоматического выключателя допускает различные режимы эксплуатации, в том числе в помещениях с высокой влажностью или в открытом исполнении. Маркировку и степени защиты электроприборов мы также рассматривали в наших статьях.

Стандартом монтажа сегодня является крепление на дин-рейку, либо при помощи защелки, либо с помощью блокирующей задвижки. Часть автоматов поставляется с комбинированной схемой крепления, что позволяет использовать их в щитке, где дин-рейка заполнена.

Довольно редкий вид, приборы, в которых допускается ручная регулировка номинальной отключающей способности . Такие автоматические выключатели используют в сетях с нестабильным питанием, временных лагерях или полевых условиях. Для бытовых условий, особенно в небольших населённых пунктах, эти устройства могут быть не экзотикой, а необходимостью.

Последним штрихом станет стандартизация Вашего щитка. Если рассчитали параметры и нужно 10 автоматов – выберите одного производителя. Другой выключатель выбирайте, только если в этом есть необходимость. Силовой щиток не то место, где хорошо уживутся 10-ть автоматов десяти производителей.

Источник: http://obelektrike.ru/posts/nominaly-avtomatov/

Что такое электрический ток? В чем измеряется и его природа

Электрическим током называют направленное перемещение заряженных частиц, которое происходит под влиянием электрического поля.

Как образуется ток?

Электрический ток появляется в веществе при условии наличия свободных (несвязанных) заряженных частиц. Носители заряда могут присутствовать в среде изначально, либо образовываться при содействии внешних факторов (ионизаторов, электромагнитного поля, температуры).

 Количество таких частиц влияет на проводимость материала – различают проводники, полупроводники, диэлектрики, изоляторы.

Где возникает ток?

Процессы образования электрического тока в различных средах имеют свои особенности:

  1. В металлах заряд перемещают свободные отрицательно заряженные частицы – электроны. Переноса самого вещества не происходит – ионы металла остаются в своих узлах кристаллической решетки. При нагревании хаотичные колебания ионов близ положения равновесия усиливаются, что мешает упорядоченному движению электронов, — проводимость металла уменьшается.
  2. В жидкостях (электролитах) носителями заряда являются ионы – заряженные атомы и распавшиеся молекулы, образование которых вызвано электролитической диссоциацией. Упорядоченное движение в этом случае представляет собой их перемещение к противоположно заряженным электродам, на которых они нейтрализуются и оседают.
  3. В газах под действием разности потенциалов образуется плазма. Заряженными частицами являются ионы, плюсовые и минусовые, и свободные электроны, образующиеся под воздействием ионизатора.
  4. В вакууме электрический ток существует в виде потока электронов, которые движутся от катода к аноду.
  5. В полупроводниках в направленном движении участвуют электроны, перемещающиеся от одного атома к другому, и образующиеся при этом вакантные места – дырки, которые условно считают плюсовыми.

    При увеличении температуры валентные электроны получают достаточную для разрыва связей энергию, и становятся свободными. Соответственно, чем выше температура – тем лучше проводимость полупроводника.

Посмотрите видео ниже с подробным рассказом об электрическом токе:

От чего зависит ток?

На количество свободных заряженных частиц и на скорость их упорядоченного передвижения влияют следующие факторы:

В чем измеряется ток?

Для измерения электрического тока пользуются понятиями силы тока и его плотности. Измеряется сила тока специальным приборам —амперметром.

Плотностью тока называют отношение силы тока к площади этого сечения. Единицей измерения измеряют в Амперах на квадратный метр (А/м2).

Ниже представлено видео о силе электрического тока в рамках школьной программы:

Постоянный и переменный — в чём различие?

Сети с переменным током используют для передачи энергии по проводам на значительные расстояния.

Генерация такого тока основана на явлении электромагнитной индукции. Происходит она за счет вращения магнита вокруг катушки с замкнутым проводящим контуром. Поэтому сила переменного тока при разворачивании ее по времени представляет собой синусоиду.

Источник: http://pue8.ru/elektrotekhnik/817-elektricheskij-tok-opredelenie-edinitsy-izmereniya-raznovidnosti.html

Расчет номинального тока автоматического выключателя

Без использования автоматических выключателей сегодня не создается ни одна система подачи питания в жилом доме или на промышленном объекте. Эти электромеханические устройства напрочь вытеснили морально устаревшие «предохранители-пробки» с плавкими вставками.

Что такое автоматический выключатель?

Автоматический выключатель представляет собой электромеханическое устройство, выполняющее эффективную защиту электрической линии от разрушения токами недопускаемой, для конкретной проводки, величины.

Следует помнить, что такие выключатели-автоматы – это устройства, которые защищают электрическую проводку от разрушений, а не бытовые приборы, подключаемые к ней.

Поэтому, при выборе выключателя, в первую очередь выполняют расчет по току, а уже после выключатель может подбираться и по мощности, подключаемых к линии приборов.

То есть расчет автоматов по мощности можно выполнять в тех случаях, когда провода на всех участках имеют одинаковое сечение и способны выдержать подключаемую нагрузку. Иными словами, номинальный ток электрической проводки должен быть больше, нежели номинал автомата, выбранного по нагрузке.

Для чего нужен выключатель-автомат?

Если не установить это устройство защиты или его номинал выбрать неправильно, то это чревато аварийными последствиями для проводки и даже может привести к пожару. Дело в том, что при токовой перегрузке или при коротком замыкании сила тока возрастает в десятки раз.

Естественно, что проводка на такой ток не рассчитана – изначально произойдет ее быстрый нагрев, расплавление изоляционного шара, а после и повреждение самой проводки, и возгорание. Такая ситуация может случиться и если номинал автомата намного выше номинального тока, на который рассчитана проводка.

Ведь в таком случае защита сможет сработать только при достижении того значения тока, на который она рассчитана, а это приведет к изначальному выходу из строя проводки.

Если же установить автоматический выключатель с намного меньшим номиналом, то он будет срабатывать постоянно, как только будет достигнуто значение тока, являющееся для него граничным, а оно может быть намного меньше того, на который рассчитана проводка и подключаемые к ней приборы. Поэтому, в таком случае попросту невозможно будет использовать некоторую бытовую технику.

Рассмотрим более детально, как происходит процесс выбора выключателя.

При определении, на какой ток нужно приобрести автоматический выключатель, берут во внимание номинальный ток, с которым может работать та или иная электрическая проводка. Номинальный ток проводки – это такая сила тока, протекающего через проводник, при которой он не нагревается. Это значение зависит от материала, из которого выполнен проводник, его сечения и способа монтажа.

Поскольку номинальная величина тока в технической документации к проводке может указываться не всегда, рассмотрим, как ее можно вычислить.

Читайте также:  Балансовая принадлежность электросетей

Для этого потребуется знать из какого материала произведен кабель (медь, алюминий) и замерить его диаметр (сердечника), которому пропорционально поперечное сечение проводника, требуемое для вычислений.

Зная диаметр проводника и материал, из которого он сделан, по специальным таблицам, можно определить величину номинального тока, которую выдерживает эта проводка.

После того, как произведены такие расчеты по электропроводке, можно выбирать и номинал выключателя-автомата. Его значение должно быть равным или немного меньше номинального значения тока проводки. Устанавливать автоматы с номиналом немного большим, чем номинальный ток проводки не рекомендуется – это может привести к оплавке изоляции кабеля.

Выбор характеристической кривой автомата

Кроме номинала по току автоматические выключатели выбираются и по время-токовым характеристикам, которые определяются величиной пускового тока, который индивидуален для каждого вида приборов. Чтобы верно определиться с автоматическим выключателем следует знать величину пускового тока и его продолжительность и уже по этим параметрам выбирать выключатель.

Пример

Если для какого-либо прибора рабочий ток составляет 6А, а кратность при запуске равна 8, то получим, что в момент включения в цепи будет протекать ток в 48 А.

Такая величина в электрической цепи может поддерживаться не более 3-х секунд.

Если посмотреть на временно-токовые характеристики предлагаемых автоматических выключателей (внешняя ссылка), то можно сделать вывод, что оптимальным вариантом будет автомат С16, который допускает кратковременное увеличение тока до 80 А.

Как выбрать автомат и тип используемой проводки?

Все конфигурации электрической проводки можно разбить на отдельные группы. Каждая из таких групп имеет свой питающий кабель с определенным сечением, по которому определяется номинальный ток и подбирается автоматический выключатель.

Чтобы верно определиться с сечением требуемого кабеля и автомата под него, нужно выполнить расчет нагрузки, которая будет работать в этой цепи. Это производится путем суммирования мощностей отдельных приборов, которые будут подключены в эту цепь.

Зная общую мощность приборов можно рассчитать ток, который будет проходить в этой цепи. Это производится делением суммарной мощности на напряжение в сети, которое равно 220 В.

Получив величину тока можно, по таблицам, определить для какого сечения проводника и из какого материала он будет номинальным. Именно такую проводку можно будет прокладывать к используемой группе приборов. Автоматический выключатель следует выбирать под рассчитанный ток.

Важно, чтобы автомат отключался немного раньше, нежели будет достигнута максимальная величина номинального тока. Это позволит исключить расплавление изоляции проводящего кабеля.

Источник: https://xn--g1aj0a6a.xn--p1ai/raschet-nominalnogo-toka-avtomaticheskogo-vyiklyuchatelya.html

Основные термины и определения электротехники

Электрический ток (I) это направленное движение свободных носителей электрического заряда. В металлах свободными носителями заряда являются электроны, в плазме, электролите — ионы. Единица измерения силы тока – ампер (А).

Условно за положительное направление тока во внешней цепи принимают направление от положительно заряженного электрода (+) к отрицательно заряженному (-). Если направление тока в ветви неизвестно, то его выбирают произвольно.

Если в результате расчета режима цепи, ток будет иметь отрицательное значение, то действительное направление тока противоположно произвольно выбранному.

Электрическое напряжение

Электрическое напряжение (U) это характеристика работы сил поля по переносу электрических зарядов через внешние элементы цепи. При этом электрическая энергия преобразуется в другие виды. Единица измерения – вольт (В).

За положительное направление напряжения приемника принимают направление, совпадающее с выбранным положительным направлением тока.

В электрических цепях и энергетических системах напряжение может иметь значения в пределах от нескольких вольт до сотен тысяч вольт.

Электродвижущая сила

Электродвижущая сила Е (ЭДС) характеризует способность индуцированного поля вызывать электрический ток. Единица измерения – вольт (В). Источники энергии могут быть источниками ЭДС и тока. В данном пособии рассматриваются только источники ЭДС. Источник ЭДС характеризуется двумя параметрами: значениями ЭДС (Е) и внутреннего сопротивления (r0).

Источник ЭДС, внутренним сопротивлением которого можно пренебречь, называют идеальным источником. Реальный источник ЭДС имеет определенное значение внутреннего сопротивления. У источника ЭДС внутренне сопротивление значительно меньше сопротивления нагрузки (RН) и электрический ток в цепи зависит главным образом от величины ЭДС и сопротивления нагрузки.

Источник ЭДС имеет следующие графические обозначения.

Вольтамперная характеристика источника ЭДС имеет вид:

Рис. 1

Зависимость между напряжением на зажимах источника и его ЭДС имеет вид:

U = E — r0 × I (для реального источника ЭДС)

U = E (для идеального источника).

Электрическое сопротивление R это величина, характеризующая противодействие проводящей среды движению свободных электрических зарядов (току). Единица измерения – Ом. Величина, обратная сопротивлению, называется электрической проводимостью G. Единица измерения – сименс (См).

Электрическое сопротивление

Электрическое сопротивление проводника определяется по формуле

R=ρl/S

где l – длина;
S – поперечное сечение;
ρ — удельное сопротивление.

По способности проводить электрический ток электротехнические материалы можно разделить на группы: проводники, диэлектрики и полупроводники.

Проводниковые материалы

Проводниковые материалы (алюминий, медь, золото, серебро и др.) обладают высокой электропроводностью. Наиболее часто в проводах и кабелях используется алюминий, как наиболее дешевый. Медь имеет большую электропроводимость, но она дороже.

Из проводников следует выделить группу материалов с большим удельным сопротивлением. К ним относятся сплавы ( нихром, фехраль и др.) они используются для изготовления обмоток нагревательных приборов и реостатов. Вольфрам используется в лампах накаливания. Константан и манганин используются в качестве сопротивлений в образцовых приборах.

Электроизоляционные материалы (диэлектрики)

Электроизоляционные материалы (диэлектрики) имеют очень малую удельную электрическую проводимость. Они бывают газообразные, жидкие и твердые. Особенно большим разнообразием отличаются твердые диэлектрики.

К ним относятся резина, сухое дерево, керамические материалы, пластмассы, картон, пряжа и др. материалы. В качестве конструкционных материалов применяются текстолит и гетинакс.

Текстолит это диэлектрический материал основой которого является ткань, пропитанная феноло-формальдегидной смолой. Гетинакс это бумага, пропитанная феноло-формальдегидной смолой.

Полупроводники

Полупроводники по электропроводимости занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками. Простые полупроводниковые вещества – германий, кремний, селен, сложные полупроводниковые материалы — арсенид галлия, фосфид галлия и др. В чистых полупроводниках концентрация носителей заряда – свободных электронов и дырок мала и эти материалы не проводят электрический ток.

Если в полупроводниковый материал ввести примесь (донорную или акцепторную), то есть произвести легирование, то полупроводник становится обладателем или электронной (n) проводимости (избыток электронов), или дырочной (р) проводимости (избыток положительных зарядов – дырок). Если соединить два полупроводника с различными видами проводимости, получим полупроводниковый прибор (диод), который используется для выпрямления переменного тока.

Мощность в электрической цепи характеризует интенсивность преобразования энергии из одного вида в другой в единицу времени. Единица измерения мощности – Ватт (Вт).

Для цепи постоянного тока мощность источника

Pист = E I.

Мощность приемника

Рпр = U × I = R × I2 = U2/R

Закон электромагнитной индукции

Закон электромагнитной индукции — устанавливает связь между электрическими и магнитными явлениями, был открыт в 1831 году М. Фарадеем, в 1873 году закон был обобщен и развит Д.Максвеллом:

Если магнитный поток Ф, проходящий сквозь поверхность, ограниченную некоторым контуром, изменяется во времени t, в контуре индуцируется ЭДС e, равная скорости изменения потока

Рис. 2

Дальше >
Лекции по основам электротехники >

Источник: http://dprm.ru/elektrotehnika/osnovnye-terminy-i-opredelenia

Номинальный ток асинхронных двигателей

Подавляющее большинство электродвигателей, используемых в промышленности, относятся к трехфазному асинхронному типу. Для питания таких устройств необходима промышленная трехфазная сеть переменного тока, обеспечивающая сетевое напряжение заданной частоты и напряжения.

Высокая популярность асинхронных электродвигателей обусловлена дешевизной, простотой изготовления и механической прочностью данных устройств.

Кроме того, изменяя схему подключения обмоток (звезда или треугольник) можно подключать двигатель к сетям различного напряжения (обычно используются комбинации 220/380 и 127/220В).

Высокий стартовый ток – главный недостаток асинхронного электродвигателя

Однако несмотря на множество неоспоримых преимуществ, асинхронные двигатели имеют минусы, среди которых одним из наиболее значительных является достаточно большой пусковой ток электродвигателя данного типа.

Особенно заметен этот недостаток в асинхронных устройствах с короткозамкнутым ротором.

Такие двигатели следует с осторожностью применять, в тех системах, для которых требуется значительный пусковой момент, который может привести к превышению номинального значения силы тока (Iн).

Для большинства асинхронных электродвигателей допустимо кратковременное превышение значение Iн, которое может произойти в момент пуска.

Так, в момент запуска, допускается шестикратное превышение значения номинального тока при условии, что оно будет длиться не более 5 секунд.

В случае, если в некотором режиме номинальный ток превышается не более чем в два раза, допускается увеличить время работы устройства в этом режиме до 15 секунд.

Расчет номинального значения тока асинхронного электродвигателя

Номинальный ток электродвигателя, при котором возможна его длительная работа, связан с номинальной мощностью устройства и его КПД следующим выражением:  Iн=1000*Pн/(Uн*cosφ√η), где Рн – мощность, Uн – номинальное напряжение, которым питается электродвигатель, η – КПД, а cosφ – коэффициент мощности двигателя.

Отсюда можно сделать важный вывод, который состоит в том, что при уменьшении U (например при переключении устройства из сети в 220 В сеть 127 В), увеличивается ток двигателя, который может превысить номинальное значение.

А длительная работа двигателя на токе I>Iн может привести не только к его повреждению, но и к возгоранию.

Поэтому, используемые в системе с электрическим двигателем предохранительные устройства должны быть подобраны так, чтобы предотвратить продолжительную работу при токе I>Iн.

Источник: http://www.rosdiler-electro.ru/nominalnyj-tok-asinhronnyh-dvigatelej.html

Ссылка на основную публикацию